2º Relatório - Físico-química

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE 
DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO 2: DIFUSÃO DE GASES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campina Grande – PB 
Setembro de 2018 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE 
DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA 
 
 
 
LABORATÓRIO DE: FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL 
PROFESSORA: EDILANE LARANJEIRA PIMENTEL 
ALUNO: JONAS LIRA DO NASCIMENTO 
CURSO: FARMÁCIA MATRÍCULA: 171130332 
Nº E TÍTULO DO EXPERIMENTO: EXPERIMENTO 02: DIFUSÃO DE GASES 
DATA DO EXPERIMENTO: 04/08/2018 
RECEBIDO EM: ____/____/______ POR: _______________________ 
 
 
 
 
AVALIAÇÃO 
PREPARAÇÃO: _______________________________________________________ 
RELATÓRIO: ________________________________________________________ 
PROVA: _________________________________________ 
NOTA GLOBAL: _____________________ 
RUBRICA DA PROFESSORA: _________________________ 
1. INTRODUÇÃO 
 
Difusão e efusão dos gases são fenômenos relacionados com a movimentação das 
partículas dos gases presentes em uma mistura. Essa movimentação está diretamente ligada à 
energia cinética dessas partículas. Denomina-se de difusão o processo que ocorre quando as 
partículas de um gás espalham-se de forma uniforme em meio às partículas de outros gases que 
formam uma mistura gasosa, dentro de um recipiente. 
Denomina-se de efusão o movimento das partículas de um gás no sentido de atravessar 
os orifícios das paredes desse recipiente, ou seja, trata-se do movimento de saída do gás pelas 
paredes do objeto que o contém. O processo de efusão é uma importante técnica pra separação 
de gases de massas molares distintas, como vimos no processo de enriquecimento de U235. O 
urânio enriquecido U235, é aquele que passou por um procedimento de enriquecimento, ou seja, 
que seu teor de urânio foi aumentado através de um processo de separação de isótopos. O urânio 
é encontrado na natureza na forma de uma mistura básica de três isótopos: o U235, U238 e o U234, 
porém apenas o isótopo U235 tem grande poder de sofrer ficção nuclear, desta forma faz-se 
necessário o processo de enriquecimento do urânio, ou seja, a separação do urânio físsil do 
urânio não físsil os processos que se destacam industrialmente é o de difusão gasosa e a 
ultracentrifugação. Após o enriquecimento, o urânio possui duas principais finalidades: geração 
de energia nuclear e produção de armas nucleares. 
O químico escocês Thomas Graham nasceu em 1805 em Glasgow e formou-se na 
Universidade dessa mesma cidade, no ano de 1826. Sua pós-graduação foi em Edimburgo, 
voltando em 1828 para a sua cidade natal. Esse cientista passou grande parte de seu tempo 
estudando a difusão dos gases e líquidos. No caso dos gases, ele observou que, quando um gás 
se difunde por outro meio gasoso, a sua densidade interfere na velocidade dessa difusão. Com 
isso, em 1828, ele enunciou a seguinte lei: A velocidade de difusão e de efusão de um gás é 
inversamente proporcional à raiz quadrada de sua densidade. Matematicamente expressa-se 
assim: 
𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑎
𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑏
=
√𝜌𝑏
√𝜌𝑎
 
Essa relação se dá na condição de que esses gases estão em uma mesma temperatura e 
pressão, portanto (nestas condições) a velocidade de difusão é inversamente proporcional à raiz 
quadrada da massa molar. Então quanto menor o valor da massa molar de um gás, maior sua 
velocidade de difusão. Assim, a lei pode, também, ser expressa da seguinte forma: 
https://www.google.com/url?q=https://manualdaquimica.uol.com.br/quimica-geral/misturas-substancias-puras.htm&sa=U&ved=0ahUKEwiR_qjt4q_NAhWFJh4KHe4pCkwQFggWMAg&client=internal-uds-cse&usg=AFQjCNFUvipfFJZmo8UeHF6R_xXzWrAnMA
http://https/mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/difusao-efusao-dos-gases.htm
𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑎
𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑏
=
√𝑀𝑀𝑏
√𝑀𝑀𝑎
 
2. OBJETIVOS 
O experimento tem como principal objetivo comprovar a Lei de Difusão dos Gases, postulada 
por Graham; com a determinação da velocidade de difusão (dos gases amoníaco e cloreto de 
hidrogênio) a partir da observação da formação de um anel de sal resultante da reação de 
neutralização. 
3. METODOLOGIA 
3.1 Materiais: 
➢ Equipamentos: 
▪ Tubo de Vidro de + ou – 71 cm de comprimento por 2,0 cm de diâmetro; 
▪ Bancada de madeira; 
▪ Cronômetro; 
▪ Escala ou régua graduada de 1m; 
▪ Pipetas graduadas; 
▪ Algodão; 
▪ Termômetro; 
▪ Capela. 
➢ Reagentes: 
▪ Ácido clorídrico concentrado (HCl) (gás: cloreto de hidrogênio); 
▪ Hidróxido de amônio concentrado (NH4OH) (gás: amoníaco). 
3.2. Procedimento Experimental 
➢ Pegou-se a bancada de madeira e a colocou em cima de uma superfície plana para que o 
tubo de vidro fique plano e seguro; 
➢ Colocou-se algodão em duas rolhas (as quais irão tampar o tubo); 
➢ Com uma pipeta graduada, pegou-se um pouco de HCl e embebeu-se uma das rolhas, 
fazendo do mesmo modo com outra pipeta graduada no NH4OH, colocando-a na rolha que 
resta. 
➢ Imediatamente tampou-se cada lado do tubo de vidro com as rolha simultaneamente, de 
modo que os chumaços ficassem dentro do tubo. A partir dai acionaram-se os cronômetros, 
que foram parados no momento da formação do anel branco. 
➢ Os vapores dos gases começam a se formar. Depois de um tempo, formou-se o anel branco 
(anel de sal resultante da reação de neutralização) mais próximo a rolha que continha o HCl. 
➢ Com a régua em mãos, houve a medição da distância das rolhas até o anel branco, mediu-
se a distância percorrida por cada gás (HCl e NH3), com todos os valores anotados. 
➢ E ao final repetiu-se o mesmo procedimento e houve a anotação dos dados. 
 
4. RESULTADOS 
Temperatura ambiente inicial: 25 ºC 
Temperatura ambiente final: 25 ºC 
Temperatura média: 25 ºC 
Quadro 1 – Anotações experimentais: 
Tempo para formação do 
anel 
t1 = 256 segundos 
t2 = 234 segundos 
tm= 245 segundos 
Distância percorrida pelo 
gás NH3 
d1= 45,5 cm 
d2= 40,1 cm 
dm NH3= 42,8 cm 
Distância percorrida pelo 
gás HCl 
d1= 25,5 cm 
d2= 30,9 cm 
dm HCl= 28,2 cm 
 
4.1- Aplicação dos Resultados Experimentais 
1) Calcule a velocidade de difusão dos gases NH3 e HCl. 
 
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 =
𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑎
𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜
 
• 𝑉𝑁𝐻3 =
42,8 𝑐𝑚
245 𝑠
→ 𝑉 = 0,1746 𝑐𝑚/𝑠. 100 → 𝑉 = 17,46 𝑐𝑚/100𝑠 
 
• 𝑉𝐻𝐶𝑙 =
28,2 𝑐𝑚
245 𝑠
→ 𝑉 = 0,1151 𝑐𝑚/𝑠. 100 → 𝑉 = 11,51 𝑐𝑚/100𝑠 
 
2) Conhecendo-se as velocidades de difusão dos gases do item anterior e as 
velocidades de difusão da Tabela 2.1, construa os gráficos: 
Gases V (cm/100s) MM (g/mol) log (V) log (MM) 
H2 31 2,0158 1,4913 0,3044 
He 22 4,0026 1,3424 0,6023 
N2 8,3 28,0134 0,9190 1,4473 
Cl2 5,2 70,906 0,7160 1,8506 
NH3 11,51 17,0305 1,0610 1,2312 
HCl 17,46 36,4609 1,2420 1,5618 
 
a) Velocidade x massa molar 
 
 
 
 
 
 
 
b) log (v) x log (massa molar) 
 
 
 
 
 
 
0
5
10
15
20
25
30
35
0 10 20 30 40 50 60 70 80
V
 c
m
/1
00
s 
MM g/mol 
Velocidade x MM
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 0.5 1 1.5 2
Lo
g 
V
Log MM 
Log V x Log MM
 
3) Escreva a reação de experiência. De que é formado o anel branco que se formou e 
o que significa o seu aparecimento. 
A reação que caracteriza a experiência é: NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl ↓↓ + H2O. 
A partir do encontro dos gases NH3(g) e HCl(g), há um equilíbrio na reação de neutralização 
onde vai haver a formação do sal NH4Cl (cloreto de amônio), na forma de um anel branco. 
O seu aparecimento indica que a difusão dos dois gases está completa, ou seja, indica que 
a reação está em equilíbrio. 
4) Compare os dados obtidos pela lei de Graham com os teóricos. 
O valor experimental é obtido através da divisão das velocidades dos dois gases 
(𝑉𝑁𝐻3 𝑉𝐻𝐶𝑙⁄ ). Já o valor do teórico é obtido pela divisão das massas molares 
(√𝑀𝑀𝐻𝐶𝑙 √𝑀𝑀𝑁𝐻3⁄ ): 
𝑉𝑁𝐻3
𝑉𝐻𝐶𝑙
=
√𝑀𝑀𝐻𝐶𝑙
√𝑀𝑀𝑁𝐻3
 
17,46
11,51
=√36,4609
√17,0305
 
17,46
11,51
=
6,0382
4,1268
 1,5169 = 1,4631 
Como os valores são diferentes é notável que ocorreu um erro no experimento, podendo 
ser calculado por: 
 
𝐸𝑟𝑟𝑜 =
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
 𝑥100 →
1,5169 − 1,4631
1,4631
𝑥100 
𝐸𝑟𝑟𝑜 = 3,67% 
Comparando os valores obtidos experimental e teoricamente e observando o valor do erro 
relativo, de 3,67% percebe-se que esse erro foi gerado pelos materiais utilizados (o tubo 
de vidro possuía as extremidades quebradas) e falhas no método (demora a embeber o 
algodão e posiciona-lo no lugar). 
5) Justifique os gráficos. 
Os gráficos expressam a relação entre as velocidades de difusão de alguns gases e as suas 
massas molares, assim como os logaritmo de ambos. Graficamente, podemos observar o 
que já é esperado pela Lei de Graham, ou seja, a proporcionalidade inversa que existe 
entre a velocidade de difusão e a massa molar. Dessa forma, à medida que diminui a 
massa molar, aumenta a velocidade de difusão. 
6) O experimento comprova a lei de Graham? Por que? 
 
Sim, pois foi observado que o NH3 (gás de menor massa molar) percorreu uma distância 
maior que o HCl (gás de maior massa molar), ou seja, a velocidade de difusão do NH3 foi 
maior que a do HCl. Este fato mostra que a velocidade de difusão é inversamente 
proporcional à massa molar (à raiz quadrada desta), o que comprova a Lei de Graham. 
 
7) 00Um balão, de material permeável às variedades alotrópicas do oxigênio, é cheio 
com ozônio e colocado em um ambiente de oxigênio a mesma pressão e igual 
temperatura do balão. Responda, justificando sumariamente: o balão se expandirá 
ou contrairá? Dado: (MM) O=16g/mol. 
Segundo a Lei de Graham, quanto maior a Massa Molar, menor a velocidade de efusão, 
sendo assim teremos: massa molar (O3) < massa molar (O2), desta forma o balão se 
expandirá. 
8) Numa sala fechada, foram abertos ao mesmo tempo três frascos que continham, 
respectivamente, NH3(g), SO2(g) e H2S(g). Uma pessoa que estava na sala, a igual 
distância dos três frascos, sentirá o odor destes gases em que ordem? Dadas às 
massas molares em g/mol: NH3= 17; H2S= 34 E SO2=64. 
A pessoa sentirá o odor nessa ordem NH3, H2S e SO2. Essa ordem ocorre devido às massas 
molares dos gases. Sempre um gás que tem menor massa molar irá se expandir mais 
rapidamente no frasco ou ambiente que se encontra. 
9) Discuta o experimento de uma forma crítica, ou seja, observe os pontos fracos do 
experimento e a partir daí dê sugestões para corrigi-los. 
No experimento, foi possível comprovar a lei de Graham, porém, observou-se a presença 
de erros experimentais que interferiram negativamente nos resultados. Para corrigir os 
erros e, consequentemente, melhorar a qualidade do experimento poderia se ter uma 
inserção de volumes iguais das substâncias, e seria mais seguro para os discentes e para 
a docente se tivesse mais condições de infraestrutura para realização do experimento, 
capelas maiores que efetivamente funcionassem, maior espaço pra se trabalhar devido ao 
risco de se trabalhar com estes reagentes. 
 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
O objetivo principal da prática foi alcançado, visto que foi possível comprovar 
experimentalmente a Lei de Difusão dos Gases de Graham, pois o gás de menor massa 
molecular (NH3) mostrou uma difusão mais rápida em relação ao HCl, que possui uma 
massa molar mais elevada. Vale lembrar que na prática foram utilizados gases reais e em 
condições de temperatura e pressão ambientes. A formação do anel foi visualizada e 
cronometrada. Sendo posteriormente analisada e com esses dados os devidos cálculos 
foram feitos para obter dados necessários para o relatório. Vê-se que o erro relativo deu-
se elevado 10,35% atribuindo-se esse valor aos vários interferentes já citados. 
 
6. REFERÊNCIAS 
 
ALVES, Líria. Gases. Rio de Janeiro: 2013. Disponível em: 
<http://www.brasilescola.com/quimica/gases.htm>. Acesso em: 08/09/2018 
 
DIAS, Diogo. Difusão e Efusão dos Gases Disponível em: 
<https://manualdaquimica.uol.com.br/quimica-geral/difusao-efusao-dos-gases.htm>. 
Acesso em: 10/09/2018 
Difusão e Efusão Gasosa. Disponível em: 
<http://www.colegioweb.com.br/quimica/difusao-e-efusao-gasosa.html>. Acesso em: 
10/09/2018.
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Lei de Graham. Disponível em: 
<http://www.mundoeducacao.com/quimica/lei-graham.htm>. Acesso em: 08/09/2018. 
GONÇALVES, Fabiana Santos. Difusão. Disponível em: 
<http://www.infoescola.com/biologia /difusao/>. Acesso em: 09/09/201
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